Raid 0 как сделать из двух ssd

Обновлено: 04.07.2024

Два SSD в RAID массив

Буквально три дня назад этот повод нашёлся сам собой, наконец-то.

Хоть это были и незапланированные финансовые траты для семейного бюджета, но предполагаемый эффект от удачной попытки обойти строгое физическое ограничение скорости работы конкретного ssd-диска как-то заводил и даже возбуждал.

Энтузиасты-оверлокеры меня поймут, хоть для них такой способ ускорить работу компьютера с Windows на ровном месте уже давно пройденный этап и обычное дело.

Что такое RAID 0

Проще говоря, это одновременное подключение двух накопителей к материнской плате и эмуляция их в один диск. Обмен данными с таким союзом происходит в два потока (если используется пара дисков).

Как работает массив дисков

Это особый и не слишком дорогой кайф!

Таким образом можно добиться ускорения работы дисковой системы компьютера в несколько раз (обычно это самое слабое звено в цифровой машине у большинства пользователей), даже вопреки ограниченным физическим возможностям одного отдельного ssd-диска.

Да, такие позитивные обои установил на рабочий стол 🙂 .

Создание RAID 0 из SSD

Скажу лишь, что ускорить работу компьютера с Windows сделав такой массив можно практически с любыми комплектующими. В драйверах ко всем материнским платам уже идут настройки для любого вида RAID.

Заняла у меня эта операция минут пять (плюс примерно 15 минут на установку и первичную короткую настройку Windows 10).

ПОЛЕЗНОЕ ВИДЕО

Теперь знаете, как ускорить работу компьютера с Windows. До новых полезных компьютерных программ и интересных приложений для Андроид.

Термин RAID вошел компьютерный обиход с тех самых пор, как на рынке появились первые накопители с интерфейсом SATA, тогда еще жесткие диски. Это был по сути единственный возможный способ повысить пропускную способность дисковой подсистемы ПК, пусть и ценой установки дополнительных HDD (в то время SSD не были доступны в принципе). Но даже сейчас, когда твердотельные накопители находятся на пике своего развития, RAID не потерял своей актуальности. В этой статье мы расскажем, как собрать массив из SSD, и насколько существенным будет прирост производительности.

Массив массиву рознь

Что же такое RAID? Это несколько накопителей, объединенных аппаратно или программно для взаимодействия между собой. В зависимости от типа массива, диски могут быть зеркальным отражением друг друга для повышения надежности, или же работать параллельно, поочередно записывая часть информации то на один, то на второй для повышения производительности.

Самыми широко распространенными являются RAID-массивы из двух дисков, а именно: быстрый RAID 0 и зеркальный RAID 1. Первый увеличивает скорость, но уменьшает надежность системы, поскольку при выходе из строя одного из дисков, вторая половина информации становится нечитаемой. Второй наоборот увеличивает надежность ценой уменьшения итогового объема — из двух дисков получается всего один с обычной скоростью. Но зато поломка одного из составных дисков никак не повлияет на целостность данных, ведь на втором останется полная резервная копия.

Существуют также более редкие виды массивов, например RAID 2, для которого требуется как минимум три диска, и RAID 3 из семи и больше дисков. Задачей таких массивов является специфическое резервирование, например, только самых свежих файлов.

Существуют также RAID 10 — быстрый массив, состоящий из зеркальных массивов, и RAID 01 — полная противоположность, зеркальный массив из быстрых массивов. Но все это, как правило, не по карману рядовому обывателю, поэтому используется лишь на крупных предприятиях.

В рамках данной статьи нас интересует высокоскоростной RAID 0, который мы будем собирать из двух одинаковых M.2 SSD-накопителей Western Digital Blue SN500.

Высокая в своем классе скорость последовательного чтения и записи даже крупных файлов, очень высокий показатель IOPS, гарантия 5 лет.

WD Blue SN500 — это яркий представитель бюджетных твердотельных накопителей поколения 2019 года. На фоне предшественников, он выгодно выделяется умеренной ценой при солидном объеме и довольно высокой скорости. Ведь работает этот М.2 SSD не по старой медленной шине SATA, а по более прогрессивной PCI-E 3.0 x2. Быстрее него только дорогостоящие SSD PCI-E 3.0 x4 и недавно анонсированные, но еще не доступные в свободной продаже PCI-E 4.0.

Чипы флеш-памяти 3D TLC тоже производства SanDisk. А вот отдельного чипа буферной оперативной памяти в целях экономии не предусмотрено. Но хорошо хоть Blue SN500 не отъедает часть общесистемной оперативки, как это делают некоторые другие SSD (технология Host Memory Buffer). Небольшой ОЗУ-кеш интегрирован прямо в контроллер.

Заявленные скорости последовательного чтения и записи составляют 1700 МБ/с (что практический максимум шины PCI-E 3.0 x2) и 1450 МБ/с соответственно. Естественно, тип флеш-памяти 3D TLC вынуждено снижает скорость записи очень крупных файлов после переполнения виртуального массива. К счастью, даже после снижения скорость записи остается достаточно высокой — около 700 – 800 МБ/с (у большинства конкурентов проседает аж до 500 МБ/с).

В итоге, WD Blue SN500 является одним из самых быстрых PCI-E 3.0 x2 SSD на рынке. Благодаря высокой скорости последовательной записи вне виртуального массива (заслуга отборной флеш-памяти), а также по показателям IOPS до 300K (уже заслуга мощного контроллера), он уже может составить конкуренцию многим твердотельным накопителям классом и ценой выше — PCI-E 3.0 x4. Гарантия также расширенная, больше свойственная флагманским SSD — пять лет.

Конфигурация тестового стенда

процессор — AMD Ryzen Threadripper 1950X BOX ;
кулер — Be quiet Dark Rock Pro 4 Цена от 7 350 до 8 740 р. ;
материнская плата — Asus ROG ZENITH EXTREME ;
оперативная память — 2x8GB DDR4-2666;
видеокарта — Asus Radeon RX 570 ROG-STRIX-RX570-4G-GAMING ;
твердотельный накопитель — WD Blue SSD 3D NAND WDS500G2B0A 500 ГБ Цена от 5 348 до 6 190 р. ;
два твердотельных накопителя — WD Blue SN500 WDS500G1B0C 500 ГБ ;
жесткий диск — WD NasWare Red WD40EFRX 4 ТБ кэш 64 МБ Цена от 8 410 до 20 000 р. ;
блок питания — Be quiet Dark Power Pro 11 BN255 ;
корпус — Be quiet Silent Base 601 Window оранжевый Цена от 13 010 до 16 728 р. .

Раз, два, три — массив собери

Существует два способа создания RAID — аппаратный и программный. Аппаратный настраивается через меню BIOS материнской платы и сложность процедуры может варьировать в зависимости от модели (универсальной инструкции, к сожалению, нет). Это единственный вариант, если вы планируете установить на массив операционную систему. При этом материнская плата обязательно должна поддерживать аппаратный RAID (все современные чипсеты AMD и только старшие чипсеты Intel).

Программный же RAID создается намного проще — инструментами установленной на другой не-RAID накопитель операционной системы. В таком случае массив может быть вторым или любым последующим дисковым разделом (диск «D», «E», «F». ), но никак не первым (диск «C» с установленной ОС). К тому же, программный RAID работает немного медленнее аппаратного.

Например, в случае ОС Windows настройка производится в меню «Управление компьютером – Управление дисками». Кликните правой кнопкой мыши по одному из дисков будущего массива и в появившемся контекстном меню выберите пункт «Создать чередующийся том» (для RAID 0). Далее выберите из списка второй диск, который тоже станет частью массива. Дальше уже дело автоматики, отметим лишь, что процесс создания виртуальной файловой системы на массиве может занять довольно много времени, даже для быстрых SSD, придется подождать.

Поскольку для тестирования мы использовали два одинаковых SSD WD Blue SN500, то скорость RAID выросла почти вдвое. Но будь у нас два разных накопителя — быстрый и медленный, то итоговое быстродействие массива было бы лишь вдвое больше скорости медленного, ведь именно он стал бы узким «бутылочным горлышком». Тесты проводились в программах Crystal Disk Mark, ATTO Disk Benchmark, Anvil's Storage Utilities и AIDA64. Стоит отметить, что в CDM скорости традиционно несколько выше, чем в других программа по причине отличающихся алгоритмов тестирования.

Так, в CDM скорость последовательного чтения выросла с 1745 до 3395 МБ/с (+94 %), а последовательной записи — с 1464 до 2861 МБ/с (+95 %). А это уже уровень флагманских SSD PCI-E x4. Еще больший интерес вызывает скорость случайного чтения мельчайших 4K-блоков (можно узнать в Crystal Disk Mark, кликнув «Файл – Копировать» и вставив полученный текст в «Блокнот»). Этот показатель и у одного Blue SN500 очень высокий — почти 300 тысяч IOPS для чтения и записи, а после создания массива вырос до 450 тысяч, что даже больше чем у топовых SSD PCI-E x4. Правда, выросла лишь скорость случайной записи, тогда как чтение почти не ускорилось.

Выводы

Как показало тестирование, массив RAID 0 даже из двух недорогих твердотельных накопителей по ряду важных показателей оказался существенно быстрее любого отдельного флагманского SSD. Так кому же на практике может понадобиться такой RAID-массив? Первые — это профессиональные видеомонтажеры 4K-видео и постепенно набирающего популярность формата 8K. Для ускорения процесса монтажа им нужен не столько емкий, сколько очень быстрый диск для кеширования. Вторые — это программисты систем управления базами данных (СУБД). Ведь как известно, базы данных представляет собой несметное количество мелких файлов, и только RAID из SSD может обеспечить нужную скорость их обработки. Наконец, третьи — это заядлые геймеры и компьютерные энтузиасты, которые всегда стараются выжать из своих ПК максимум производительности.

Что может понадобиться

Материнская плата. Преимущество в том, что она у вас уже есть, а вот недостатков хватает:

При переводе материнской платы в режим RAID программы могут потерять доступ к показаниям SMART даже у дисков, не участвующих в массиве, что не всегда удобно
Драйвера RAID для старых чипсетов могут не поддерживать TRIM, без которого у современных SSD снижается производительность и ресурс
Может не быть поддержки нужного уровня массива (6, 5E, и т.д.)
При смене прошивки может слететь настройка RAID (на самом деле настройки хранятся на самих накопителях, но при существенных изменениях прошивки это не поможет)
При смене платформы также слетают настройки
Потенциальные проблемы при создании в уже установленной OC

Если хотя бы один пункт вас не устраивает — вам, скорее всего, понадобится внешний контроллер, например:

Накопители. Желательно наличие поддержки RAID-контроллеров. Разница, по сравнению с обычными, заключается в поведении при нештатной ситуации. В случае возникновения ошибки обычный накопитель, в попытках решить проблему самостоятельно, может не успеть отчитаться перед контроллером, что закончится разрушением массива. Также стоит обратить внимание на наличие других оптимизаций для работы в RAID. Например, повышенную устойчивость к вибрации. Чем больше нагрузка и дисков тем больше эффект от таких оптимизаций.

Корзина не менее важна. Чем больше дисков и чем больше нагрузка на них, тем важнее виброизоляция.

Так выглядит достаточно хорошая корзина в потребительском корпусе — обратите внимание на голубые вставки виброгасящего материала:

Конечно, это далеко не предел возможностей корзины. В RAID-массивах диски работают практически синхронно, а если они одной модели, то имеют практически одинаковые резонансы, что при большой нагрузке в обычном корпусе может привести к поломке за считанные недели.

Охлаждение.Забывать про обдув накопителей тоже не стоит. Оптимальная температура 30–45 градусов. С такой задачей справится обычный тихий кулер, главное чтобы он был и работал.

Самые распространенные типы массивов

JBOD. Просто соединяет последовательно накопители в любом количестве, которое позволит контроллер, минимум один. Нет увеличения надежности, нет увеличения скорости. Зато можно соединять диски разного объема и скорости. Не рекомендуется для SSD из-за последовательного заполнения массива. Он будет либо полностью забит (из-за чего сильно теряет в ресурсе и скорости), либо свободен и фактически бездействовать.
RAID 0. Понадобится минимум 2 накопителя близкого объема и скорости, надежность при этом уменьшается, так как выход одного накопителя делает нечитаемым содержимое всего массива. Повышает скорость операций с крупными блоками, потерь объема не происходит. Для SSD имеет смысл только в рабочих задачах принедостатке скорости. При операциях на мелких блоках, характерных для игр илизагрузки ОС, из-за возникающих накладных расходов эффект будет отрицательный.
RAID 1. Понадобится два накопителя. Объем массива равен одному накопителю. Вопреки бытующим мнениям, защищает только от сбоя одного носителя. Режим незащищает от: шифровальщиков, повреждений данных на самом диске (в этом случае массив просто не в состоянии определить на каком диске верная информация, а на каком поврежденная). Хороший контроллер может увеличить скорость чтения с многопоточной нагрузкой, но от потребительских такого ждать не стоит.
RAID 5. Понадобится минимум три накопителя. Повышает скорость чтения, скорость записи (в зависимости от контроллера может сильно отличаться, но в любом случае меньше чем у RAID 0). Имеет критический недостаток, связанный с особенностями потребительских дисков — средняя вероятность одного сбойного бита на 12,5 Тбайт прочитанных данных. Столкнувшись с таким при восстановлении массив «рассыпется».
RAID 6. Требует наличия минимум четырех накопителей, при этом выдерживает отказ двух, что позволяет уменьшить риск отказа массива при восстановлении. Из-за особенностей алгоритмов коррекции ошибок заметно падает скорость записи. Это в свою очередь выливается в очень продолжительное восстановление при отказе без хорошего и дорогого контроллера.
RAID 10. По сути это RAID 0, построенный на базе двух и более RAID 1. Требует четного количества накопителей не менее 4 штук, половина из которых будет отдана на поддержание отказоустойчивости. В идеале может выдержать отказ половины накопителей, но в худшем варианте отказ второго накопителя приводит к потере всех данных. Быстрый при чтении и записи, восстановление происходит очень быстро, но большой расход пространства под резерв.

Проще всего сделать массив средствами ОС

Опционально можно убедиться, что в настройках прошивки SATA переведены в режим AHCI в зависимости от материнской платы это может дать возможность замены дисков прямо на работающем компьютере. Для этого надо найти соответствующие настройки в прошивке. Лучше всего ознакомиться с руководством или обзорами для вашей материнской платы. Конкретно на этой материнской плате AHCI активен всегда, даже в режиме RAID.

На старых чипсетах выбор чуть больше.

В случае если установлен режим IDE, переставлять сразу в AHCI не стоит, практически наверняка это вызовет BSOD. В любом случае этот пункт не обязателен. Даже если в системе есть SSD, режим IDE пропускает команду TRIM. Но если хочется, то можно запустить программу Sysprep перед сменой IDE на SATA в прошивке. Установленная галочка снесет активацию и не только на Windows.

Данная процедура предназначена для OEM-сборщиков, которые настраивают систему перед продажей. Также создается новый пользователь в системе, через которого и придется зайти. И потом просто удалить лишнего пользователя куда проще, чем ковыряться в реестре. Если не успеете зайти в прошивку до загрузки ОС, то придется повторить. Поэтому убедитесь, что у вас не включен Ultra Fast Boot.

После подготовительных процедур можно приступать к созданию массива. Для этого правой кнопкой по меню пуск вызывается управление дисками.

Новый диск потребуется инициализировать, после этого выберите соответствующий вашим запросам уровень массива:

После этого запустится мастер создания томов:

Для RAID 1 лучше не использовать максимальный объем. Купленный в будущем, диск на замену вышедшему из строя, может оказаться чуть-чуть меньше. Также можно сделать RAID 1 для операционной системы, но в случае GPT разметки и отказа загрузочного накопителя потребуется восстановление UEFI загрузчика.

Более сложный способ — средствами материнской платы

Придется прогуляться на сайт производителя чипсета и скачать все, что имеет в своем названии RAID.

И тут всплывает первый подводный камень. Инсталлятор драйверов RAID отказывается устанавливаться, при отсутствии активированного в прошивке RAID.

И на этом все. Потому что если ОС установлена на SATA, это приведет к невозможности загрузки без дополнительных манипуляций с прошивкой. При загрузочном NVMe можно активировать режим RAID для SATA, и спокойно поставить драйвера. В случае, если загрузочный накопитель и будущий RAID на базе SATA, можно поставить все три драйвера в ручном режиме. ВНИМАНИЕ! Это приведет к невозможности загрузки в обычном режиме.

Теперь, когда пути назад нет, обратите внимание на эти пункты (при других параметрах BIOS доступа к настройкам массивов не будет):

И только после сохранения и перезагрузки откроется доступ к настройкам:

По умолчанию из всех существующих накопителей создаются JBOD с 1 накопителем в массиве. Поэтому надо удалить массивы, в которых оказались накопители для RAID:

Спешка тут не нужна, потому что расстаться с важной информацией на этом этапе очень просто. Положение Enabled означает, что массив будет удален:

Теперь после того, как появились накопители не участвующие ни в одном массиве, на их базе создается новый:

В данном случае Volume соответствует JBOD, а RAIDABLE — диски, предназначенные под автоматическое восстановление массива:

Объем массива можно поменять с помощью цифровой клавиатуры.

Теперь, когда создание закончено, возвращаемся в Windows, и, через управление дисками, с массивом можно работать как с обычным диском. Обратите внимание — объем, полученный с помощью материнской платы, чуть меньше. Недостача ушла на нужды контроллера.

После инициализации в неразмеченной области можно создать обычный том. Мастер будет выглядеть практически так же, как и выше за пропуском нескольких пункт.

Если же предстоит установка Windows, содержимое архива с названием nvme_sata_raid_windows_driver надо закинуть на установочную флешку в распакованном виде. И в процессе установки указать — откуда их брать.

Установить надо все три драйвера в указанной последовательности.

После чего можно продолжить установку как обычно. И все это не зря, по сравнению с массивом, созданным на базе ОС:

Массив, созданный с помощью матплаты умеет кешировать данные хоть и не большого объема:

Комплектное ПО RAIDXpert2 по большей части дублирует возможности прошивки.

Оно позволяет производить все операции не покидая ОС. Конечно, это не исчерпывающее руководство к действию, но позволит обойти самые распространенные грабли.

Хотите невероятно быстрый системный диск? Тогда вам потребуется пара M.2 PCIe SSD и материнская плата ASUS!

Для написания данного материала была выбрана материнская плата ASUS Z170-Deluxe.

Необходимо выставить режим X4 Mode в разделе Advanced, который доступен в расширенном режиме BIOS (переключается клавишей F7).

Затем в разделе Boot отключите CSM. Собственно, всё.

Но если вы хотите всё сделать вручную, то приступим!
Заходим в BIOS, переключаемся в расширенный режим (F7), идём в раздел Advanced, а там заходим в PCH Storage Configuration. Устанавливаем SATA Mode Selection в режим RAID.

Там же включаем поддержку RAID для M.2 и PCIEX16_3 слотов.